物流条码技术课件(PPT 76页).ppt

第二章物流条码技术 第一节条码技术概述2 1 1条码的发展历史2 1 2条码的基本术语以及构成第二节物流条码的标准体系2 2 1常用条码分类介绍2 2 2物流条码的标准体系 第三节二维条码第四节条码识别技术2 4 1条码的识读原理2 4 2识读设备的种类 工作方式及性能分析2 4 3条码阅读设备的选择第五节条码技术在物流领域的应用 2 1 1条码的发展历史条码是由一组规则排列的条 空以及对应的字符组成的标记 条 指对光线反射率较低的部分 空 指对光线反射率较高的部分 这些条和空组成的数据表达一定的信息 并能够用特定的设备识读 转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息 发展历程 1970年 UPC UniversalProductCode 通用产品代码 1973年 UCC UniformCommercialCode 美国统一编码委员会 建立了UPC条形码系统1974年 39码1977年 EAN EuropeanArticleNumberingAssociation 欧洲物品编码协会 在UPC A的基础上建立EAN 13码和EAN 8码20世纪80年代 128码和93码 军用标准1189 交叉25码和库德巴码 1987年 49码 第一个二维条码 1988年 16K码 适用于激光系统的二维条码 1988 12 28 中国物品编码中心成立1991年 加入国际物品编码协会 返回 2 1 2条码的基本术语以及构成1 条码的概念2 条码的基本术语3 条码符号的构成4 条码的编码方法5 条码技术 1 条码概念 条码是由一组规则排列的条 空以及对应的字符组成的标记 条 指对光线反射率较低的部分 空 指对光线反射率较高的部分 这些条和空组成的数据表达一定的信息 并能够用特定的设备识读 转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息 条码由条码符号和人工识读代码两大部分构成 条码符号是一组黑白 或深浅色 相间 长短相同 宽窄不一的规则排列的平行线条 是供扫描器识读的图形符号 人工识读的字符代码是一组字串的符号 一般包括0 9各阿拉伯数字 A Z等26个英文字母 以及一些特殊的自动识别 2 条码的基本术语 3 条码符号的构成通常一个完整的条码是由两侧静区 起始符 数据符 中间分隔符 主要用于EAN码 校验符 终止符组成 以一维条码而言 其排列方式通常如下所示 静区 条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域 它能使阅读器进入准备阅读的状态 静区的宽度 对于EAN 13码左 右侧最小分别为3 63mm和2 31mm 起始符 指条码符号的第一位字符 用来标识一个条码符号的开始 扫瞄器确认此字码存在後开始处理扫瞄脉冲 数据符 位于起始符后面的字符 用来标识一个条码符号的具体数值 允许进行双向扫瞄 校验符 用来判定此次阅读是否有效的字符 通常是一种算术运算的结果 扫瞄器读入条码进行解码时 先对读入各字符进行运算 如运算结果与校验符相同 则判定此次阅读有效 终止符 条码符号的最后一位字符 标志一个条码符号的结束 阅读器确认此字符后停止处理 4 条码的编码方法 模块组合法条码符号中 条与空分别由若干个模块组合而成 一个模块的条表示二进制的 1 一个模块的空表示二进制的 0 EAN条码 UPC条码均属模块式组合型条码 宽度调节法条码中 条 空 的宽窄设置不同 用宽单元表示 1 窄单元表示 0 宽窄单元比控制在2 3倍 三九条码 库德巴条码及交插二五码均属宽度调节型条码 5 条码技术条码系统的处理流程 返回 2 2 1常用条码分类介绍1 UPC码1973年 美国率先在国内的商业系统中应用UPC码 之后加拿大也在商业系统中采用UPC码 UPC码是一种长度固定的连续型数字式码制 其字符集为数字0 9 它采用四种元素宽度 每个条或空是1 2 3或4倍单位元素宽度 UPC码常用的有两种类型 即UPC A码和UPC E码 2 EAN码1977年 欧洲经济共同体各国按照UPC码的标准制定了欧洲物品编码EAN码 与UPC码兼容 而且两者具有相同的符号体系 EAN码的字符编号结构与UPC码相同 也是长度固定的 连续型的数字式码制 其字符集是数字0 9 它采用四种元素宽度 每个条或空是1 2 3或4倍单位元素宽度 EAN码有两种类型 即EAN 13码和EAN 8码 3 交插25码交叉25码是一种长度可变的连续型自校验数字式码制 其字符集为数字0 9 采用两种元素宽度 每个条和空是宽或窄元素 编码字符个数为偶数 所有奇数位置上的数据以条编码 偶数位置上的数据以空编码 如果为奇数个数据编码 则在数据前补一位0 以使数据为偶数个数位 4 39码39码是第一个字母数字式码制 1974年由Intermec公司推出 它是长度可变的离散型自校险字母数字式码制 其字符集为数字0 9 26个大写字母和7特殊字符 Space 共43个字符 每个字符由9个元素组成 其中有5个条 2个宽条 3个窄条 和4个空 1个宽空 3个窄空 是一种离散码 5 库德巴码库德巴码 CodeBar 出现于1972年 是一种长度可变的连续型自校验数字式码制 其字符集为数字0 9和6个特殊字符 共16个字符 常用于仓库 血库和航空快递包裹中 6 128码128码出现于1981年 是一种长度可变的连续型自校验数字式码制 它采用四种元素宽度 每个字符由3个条和3个空 共11个单元元素宽度 又称 11 3 码 它由106个不 同条形码字符 每个条形码字符有三种含义不同的字符集 分别为A B C 它使用这3个交替的字符集可将128个ASCII码编码 7 93码93码是一种长度可变的连续型字母数字式码制 其字符集为数字0 9 26个大写字母和7个特殊字符 Space 以及4个控制字符 每个字符由3个条和3个罕 共9个元素宽度 8 49码49码是一种多行的连续型 长度可变的字母数字式码制 出现于1987年 主要用于小物品标签上的符号 采用多种元素宽度 其字符集为数字0 9 26个大写字母和7个特殊字符 Space 3个功能键和3个变换字符 共49个字符 9 其他码制除上述码外 还有其他的码制 例如25码出现于1977年 主要用于电子元器件标签 矩阵25码是11码的变形 Nixdorf码已被EAN码所取代Plessey码出现于1971年5月主要用于图书馆等 返回 2 2 2物流条码的标准体系一 通用商品条码1 EAN 13码2 EAN 8码3 店内码二 储运单元条码 非零售贸易项目条码 1 交叉二五码2 定量储运单元3 变量储运单元三 贸易单元128码 EAN 128码 一 通用商品条码1 EAN 13码1 EAN 13码的代码结构当前缀码为690 691时 EAN UCC 13的代码结构 当前缀码为692 693 694时 EAN UCC 13的代码结构 其中 X13X12X11 是前缀码 国际物品编码协会分配给各组织的前缀码 2 EAN 13码的条码符号结构EAN 13商品条码由左侧空白区 起始符 左侧数据符 中间分隔符 右侧数据符 校验符 终止符 右侧空白区及供人识别字符组成 3 EAN 13码的编码规则 说明 1 前置码不参与条码符号条空结构的构成 只是用它来确定条码符号中左侧数据符的编码规则2 校验码的计算步骤 C1 N1 N3 N5 N7 N9 N11C2 N2 N4 N6 N8 N10 N12 3C3 C1 C2 取个位数C 检查码 10 C3 若值为10 则取0 2 EAN 8码EAN 8码是EAN 13码的缩短版 在通常情况下 用户应尽量选用EAN 13条码 但在以下几种情况下 可采用EAN 8条码 1 EAN 13商品条码的印刷面积超过印刷标签最大面面积的四分之一或全部可印刷面积的八分之一时 2 印刷标签的最大面面积小于40cm2或全部可印刷面积小于80cm2时 产品本身是直径小于3cm的圆柱体 EAN 8码由 左侧空白区 起始符 左侧数据符 中间分隔符 右侧数据符 校验符 终止符 右侧空白区及供人识别字符组成 Note 1 EAN 8码没有制造厂商代码 仅有前缀码 商品项目代码和检验码 2 EAN 8码前缀符包含在左侧数据符中 3 左侧数据符采用A类编码规则 右侧数据符和校验符采用C类编码规则 3 店内码用来标识变量消费单元 存在以下四种结构 二 储运单元条码 非零售贸易项目条码 1 交叉二五码交叉二五码是一种连续 非定长 具有自校验功能 且条和空都表示信息的双向条码 构成 左侧空白区 起始符 数据符 终止符和右侧空白区 字符集包括0 9每个条码字符由5个单元组成 两个宽单元 三个窄单元 宽单元表示二进制的 1 窄单元表示二进制的 0 组成条码字符的个数为 偶数 若字符个数为奇数时 在左侧补 0 使之变为偶数 条码字符从左到右 奇数位置上的字符用条表示 偶数位置上的字符用空表示交叉二五码的条 空的二进制代码的表示方法相同 宽元素表示 1 窄元素表示 0 起始符为 0000 终止符为 100 交叉二五码的字符集表 ITF InterleavedTwoofFive 条码是在交叉二五码的基础上扩展形成的 常用于储运包装箱上的有ITF14和ITF6 ITF 14条码符号的放大系数范围为0 625 1 2 条码符号的大小随放大系数的变化而变化 保护框的线宽为4 8mm 线宽不受放大系数的影响 当放大系数为1 000时 ITF 14条码符号各个部分的尺寸如图所示 保护框 左侧空白区 右侧空白区 ITF14以及ITF6校验符的计算方法 从左往右C1 奇数位上的字符和 3 偶数位上的字符和 取C1的个位数 得C2 校验符C 10 C2 2 定量储运单元 定量非零售贸易项目条码 定量储运单元采用13位数字或者14位数字编码 1 与定量消费单元同为一体的定量储运单元编码当定量储运单元同时又是定量消费单元 应按定量消费单元进行编码 如冰箱 彩电等 以商品条码编码方法赋予一个13位编码 条码标识 采用EAN 13码 或者ITF 14条码 2 由相同种类的定量消费单元组成的定量储运单元编码如一箱牙膏等 这时定量储运单元用14位数字代码进行编码 条码标识 采用ITF 14条码 或者EAN 128条码 代码结构如下 V用于指示定量储运单元的包装级别 取值范围为V 1 2 8 3 由不同种类的定量消费单元组成的定量储运单元编码按定量消费单元的编码规则 分配一个区别于它所包含的消费单元的13位数字代码 条码标识 采用EAN 13码 或者ITF 14条码 3 变量储运单元 变量非零售贸易项目条码 变量储运单元编码由14位数字的主代码和6位数字的附加代码组成 代码结构如下 LI取值 9 指示主代码后面有附加码 附加代码是按确定的计量单位 如Kg m等 计量取得的商品数量 主代码用ITF 14条码标识 附加代码用ITF 6标识 主代码和附加代码也可用EAN 128条码标识 三 贸易单元128码 EAN 128码 EAN 128条码是一种长度可变的 连续型的字母数字条码 可以交互使用不同的编码方式 1 条码结构条码由左侧空白区 起始符 数据符 校验符 终止符 右侧空白区组成 每个条码字符 终止符除外 由11个模块组成 包括3个条 3个空 每个条或空的宽度为1至4个模块 起始符由22个模块组成 A B或C FNC1终止符由4个条 3个空共7个单元 13个模块组成 条的模块数为偶数 空的模块数为奇数 这一奇偶特性保证条码字符的自校验功能 EAN 128码起始符 终止符与二进制表示关系表 注意 同一个128条码可以采用三种不同的编码方式 由起始符A B C决定 2 物流单元条码物流单元采用SSCC即系列货运包装箱代码进行唯一标识 物流标签设计 承运商 客户 物流单元 目的地 收货方与供货方在同一个国家 或地区 货物托运代码 第三节二维条码在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码 称为二维条码 利用构成计算机内部逻辑基础的 0 1 比特流的概念 使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息 通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理 1 二维条码的分类线性堆叠式在一维条码编码原理的基础上 将多个一维条码纵向堆叠而产生的 线性堆叠式二维条码中包含附加的格式信息 信息容量可达到1K 典型的码制有 Code16K Code49 PDF417等 矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑 白像素在矩阵中的不同分布进行编码 典型的码制有 Aztec MaxiCode QRCode DataMatrix等 矩阵式二维条码只能被CCD图像式阅读器识读 2 二维条码特点以PDF417为例介绍二维条码的特点 PDF417二维条形码是美国Symbol公司的留美华人王寅敬博士发明 于1991年正式推出的 PDF PortableDataFile 为 便携式数据文件 因为组成条形码的每一个条形码字符由4个条和4个空共计17个模块构成 故称为PDF417码 它是目前应用最为广泛的一种二维条形码 PDF417二维条形码示意图 高度3 90行 宽度90 583个模块宽 PDF417码具有如下特点 信息容量大 根据不同的条 空比例 每平方英寸可以容纳250 1100个字符 在国际标准的证卡有效面积上 相当于信息卡面积的2 3 约为76mm 25mm PDF417码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符 约1000个汉字信息 比普通的条形码信息容量高几十倍 编码范围广 PDF417码将可数字化的信息 照片 指纹 掌纹 签字 声音 文字等 进行编码 保密 防伪性能好 PDF417码具有多重防伪特性 它可以采用密码防伪 软件加密防伪及利用所包含的信息如指纹 照片等进行防伪 因此具有极强的保密防伪性能 译码可靠性高 普通条形码的译码错误率约为百万分之二左右 而PDF417码的误码率仅为千万分之一 译码可靠性极高 修正错误能力强 PDF417码采用了世界上最先进的数学纠错理论 如果破损面积不超过50 条形码由于污点 破损等所丢失的信息 可以照常破译出 容易制作且成本很低 利用现有的点阵 激光 喷墨 热敏 热转印 制卡机等打印技术 即可在纸张 卡片 PVC甚至金属表面上印出PDF417码 由此所增加的费用仅是油墨的成本 因此人们又称PDF417码是 零成本 技术 条形码符号的形状可变 同样的信息量 PDF417码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行自我调整 二维条形码依靠其庞大的信息携带量 能够把过去使用一维条形码存储于后台数据库中的信息包含在条形码中 可以直接通过阅读条形码得到相应的信息 并且 二维条形码还有错误修正技术及防伪功能 增加了数据的安全性 因此 二维条形码作为一种新的信息存储和传递技术 从诞生之日起就受到了国际社会的广泛关注 经过几年的努力 现已应用在国防 公共安全 交通运输 医疗保健 工业 商业 金融 海关及政府管理等多个领域 特别值得一提的是 由于二维条形码能把照片 指纹编制于其中 可有效地解决证件的可阅读和防伪问题 因此 可广泛应用于护照 身份证 行车证 军人证 健康证 保险卡等 美国10多个州的驾驶证 军人医疗证等在几年前就已采用了PDF417技术 将证件上的个人信息及照片编在二维条形码中 不但可以实现身份证的自动识读 而且可以有效地防止伪冒证件事件发生 菲律宾 埃及等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用了二维条形码 我国香港特别行政区护照上也采用了二维条形码技术 另外 在海关报关单 长途货运单 税务报表 保险登记表上也都有使用二维条形码技术来解决数据输入及防止伪造 删改表格的例子 在我国部分地区 注册会计师证和汽车销售及售后服务等方面 二维条形码也得到了初步的应用 返回 第四节条码识别技术2 4 1条码的识读原理条形码阅读器的结构通常包括以下几部分 光源 接收装置 光电转换部件 译码电路 计算机接口 它的基本工作原理为 由光源发出的光线经过光学系统照射到条形码符号上面 被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上 使之产生电信号 信号经过电路放大后产生一模拟电压 它与照射到条形码符号上被反射回来的光成正比 再经过滤波 整形 形成与模拟信号对应的方波信号 经译码器解释为计算机直接接收的数字信号 返回 2 4 2识读设备的种类 工作方式及性能分析1 笔式扫描器2 手持式扫描器3 台式扫描器4 卡槽式扫描器5 便携式数据采集器 1 笔式扫描器在光笔内部有扫描光束发生器及反射光接收器 使用时 光笔的镜头发出一个很小的光点 操作者需将光笔接触到条形码表面 从左到右以一定的速度移动光笔进行读取 数据的读取是由一次扫描决定的 条码有斑点 缺损 或者商品表面弯曲就无法读取 目前 市场上出售的这类扫描器有很多种 它们主要在发光的波长 光学系统结构 电子电路结构 分辨率 操作方式等方面存在着不同 光笔类条形码扫描器不论采用何种工作方式 从使用上都存在一个共同点 即阅读条形码信息时 要求扫描器与待识读的条形码接触或离开一个极短的距离 一般仅为0 2 1mm左右 优点 成本低 耗电低 耐用 可读较长的条码符号 缺点 光笔对条码有破坏性 读取容易失败 2 手持式扫描器手持式扫描器使用的光源有激光和可见光LED 发光二极管 激光手持式扫描器又称为激光枪 LED类被称为CCD扫描器 激光枪自动扫描器的基本工作原理为 激光扫描器通过一个激光二极管发出一束光线 照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上 反射后的光线穿过阅读窗照射到条形码表面 光线经过 条 或 空 的反射后返回阅读器 由一个镜子进行采集 聚焦 通过光电转换器转换成电信号 该信号通过扫描器或终端上的译码软件进行译码 激光枪的优点 1 扫描光照强 可以远距离扫描且扫描景深长 通常情况下 在阅读距离超过30cm时激光阅读器是惟一的选择 2 阅读密度范围广 并可以阅读不规则的条形码表面或透过玻璃 透明胶纸阅读 3 因为是非接触阅读 因此不会损坏条形码标签 4 因为有较先进的阅读解码系统 首读识别成功率高 识别速度比光笔及CCD更快 而且对印刷质量不好或模糊的条形码识别效果较好 误码率极低 仅约为三百万分之一 5 防震防摔性能好 如SymbolLS400系列具有1 5m水泥地防摔性能 6 扫描速度快 可以达到1200次 s 这种扫描器可以在百万分之一秒时间内对某一条形码标签扫描阅读多次 而且可以做到每一次不重复上一次扫描的轨迹 激光扫描器可以对被测条形码从各个不同角度进入扫描范围时都可以被识读 缺点 其唯一缺点是价格相对较高 但如果从购买费用与使用费用的总和计算 它与CCD阅读器并没有太大的区别 CCD阅读器为电子耦合器件 ChargeCoupleDevice 使用一个或多个LED 光电二极管 发出的光线能够覆盖整个条形码 比较适合近距离和接触阅读 它的价格没有激光阅读器贵 而且内部没有移动部件 优点 价格较便宜 阅读条形码的密度广泛 容易使用 它的重量比激光枪式自动扫描器轻 而且不像光笔条形码扫描器一样只能接触阅读 缺点 阅读景深和阅读宽度存在局限性 在需要阅读印在弧型表面的条形码 如瓶 罐类商品 时会遇到困难 在一些需要远距离阅读的场合 如仓库领域 也不是很适合 防摔性能较差 某些采取多个LED的条形码阅读器中 任意一个LED故障都会导致不能阅读 大部分CCD阅读器的首读成功率低且误码率高 3 台式扫描器台式在超市的POS系统中应用非常普遍 台式激光扫描器的优点 稳定 扫描速度快 能够进行全方位扫描 4 卡槽式扫描器多用于人员考勤 5 便携式数据采集器含有内部存储器 广泛应用于仓库管理 商品盘点等作业中 返回 2 4 3条码阅读设备的选择1 分辨率对于条码扫描系统而言 分辨率为正确检测读入的最窄条符的宽度 选择设备时 并不是分辨率越高越好 分辨率过高 污点 脱墨对系统的影响将更为严重 2 扫描景深扫描头允许离开条码表面的最远距离与可以接近条码表面的最近点距离之差 也就是条码扫描器的有效工作范围 3 扫描宽度在给定扫描距离上 扫描光束可以阅读的条形码信息的物理长度值 4 扫描速度单位时间内扫描光束在扫描轨迹上的扫描次数 5 一次识别率首次扫描读入的标签数与扫描标签总数的比值 比如 每读入一只标签的信息需要扫描两次 则一次识别率为50 此项指标只适用于手持式光笔扫描方式 6 误码率错误识别次数与识别总次数的比值 返回 第五节条码技术在物流领域的应用1 条形码技术在信息采集与传输中的作用通过利用POS系统对商品的信息进行采集和传输 即POS系统的应用 如美国超级市场商品种类有2万多种 每年有将近1万多种新商品进入市场 1万多种老商品清除市场 引新除旧的比例达到了50 如此繁重的工作量 没有条形码 没有POS系统的应用是难以应付的 目前不仅POS系统得到广泛的应用 很多国家还建立了市场数据交换中心 沟通产 供 销之间信息 建立贸易数据交换机构 及时搜集汇总各商店 各种商品的销售信息并及时反馈给制造厂家 2 条形码技术在物流行业中的应用利用条码技术 对企业的物流过程建立信息采集跟踪的计算机管理信息系统 通过对生产制造业的物流跟踪 在物料准备 生产制造 仓储运输 市场销售 售后服务 质量控制等多方面进行应用 可以有效地提高企业生产管理的水平 1 物料管理 在现代化的生产过程中 物料供应的不协调极大地影响了产品的生产效率 杂乱无序的物料仓库 复杂的生产备料及采购计划的无法有效执行几乎是每个企业无法回避的难题 应用条形码技术可以提供一些解决措施 条形码技术的应用思想主要体现在如下几个方面 将物料编码 并且打印条形码标签 这样不仅便于物料数据采集 实现物料跟踪管理 而且有助于做到合理的物料库存准备 提高生产效率 便于企业资金的合理运用 从而有效地降低库存成本 对采购的生产物料按照行业及企业规则建立统一的物料编码 杜绝了因物料无序而导致的损失和混乱 对需要进行标识的物料打印其条形码标签 以便于在生产管理中对物料进行单件跟踪 从而建立完整的产品档案 利用条形码技术对仓库进行基本的进 销 存管理 有效地降低库存成本 通过产品编码 建立物料质量检验档案 产生质量检验报告 与采购定单挂钩 建立对供应全过程的有效管理和评价 2 生产管理 条形码生产管理是产品条形码应用的基础 它建立了产品识别码 在生产过程中 应用条形码技术监控生产 采集生产测试数据及生产质量检查数据 进行产品完工检查 建立产品的标识代码和产品档案 有序地安排生产计划 监控生产及流向 从而提高产品下线合格率 条形码技术应用于生产管理主要表现在以下几个方面 制定产品识别码格式 根据企业规则和行业规则 确定产品识别码的编码规则 保证产品规则化以及标识的惟一性 建立产品档案 通过产品标识条形码在生产线上对产品生产进行跟踪 并采集产品部件等数据作为生产过程信息 在生产批次计划审核后就可以建立产品档案 通过生产线上的信息采集点来控制生产的信息 通过产品标识条形码在生产线上采集质量检测数据 以产品质量标准为准绳判定产品是否合格 从而控制产品在生产线上的流动 有序地安排生产计划 3 仓库管理 条形码技术应用于仓库管理主要表现在以下几个方面 货物库存管理 仓库管理系统根据货物的品名 型号 规格 产地 包装等划分货物品种 并且分配惟一的标识编码 也就是 货号 依据货号进行货物库存管理 并应用于仓库的各种操作 仓库库位管理 库位管理是对存货的空间管理 货物仓库一般分为若干个库房 每个库房分为若干个库位 通常按仓库的库位记录仓库货物库存 在产品入库时将库位条形码号与产品条形码一一对应 在出库时按照库位货物的库存时间可以实现先进先出或批次管理等功能 仓库业务管理 这包括出库 入库 盘库 月盘库 移库 不同业务以各自的方式进行 完成仓库的进 销 存管理 差错处理 一般仓库管理只能根据人机交互完成仓库运输差错处理 而条形码仓库管理可以根据采集信息 建立仓库运输信息